CN100354153C - 具有独立的双电动机的电驱动轴组件 - Google Patents

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Abstract

一种电驱动轴，包括一对独立地驱动一对横向隔开的轮端的中心安装的电动机。该电驱动轴包括一个在所述的一对横向隔开的轮端之间延伸的轴壳组件。两个中心安装的电动机优选不包括与底盘的连接件并且仅由车辆中心线附近的所述轴壳组件支撑。

Description

具有独立的双电动机的电驱动轴组件
技术领域
本发明涉及一种电驱动轴，该驱动轴包括安装在公共轴壳中的一对独立中心电动机用以驱动横向相对的车辆轮子。
背景技术
电驱动轴包括至少一个提供动力来驱动第一和第二车辆轮的电动机。所述第一和第二车辆轮子在横向互相隔开并且绕着一个共同的的横向轴线转动。
在一种已知的结构中，每个第一和第二车辆轮子处安装一台电动机来独立地驱动第一车辆轮子和第二车辆轮子。这种结构的一个缺点是电动机的位置带来了组装问题。当所述的两台电动机位于靠近每个第一和第二车辆轮子的时候，在已有的车辆结构中难于将电动机、传统制动件和悬挂部件组装在一起。
在另一种已知的结构中，只有一台电动机用于驱动第一和第二两个车辆轮子。这种结构也有其缺点。当使用高速电动机时，需要一台减速箱来获得理想的输出速度和力矩输出水平。当使用较小感应电动机的时候，用一台总输出箱(summation box)来获得理想的速度输出和力矩输出水平。除了所述的减速箱或者总输出箱，还需要有一个传统的主动轴和一个传统的带有差动齿轮组件的驱动轴来提供最终的减速和差动动作。这些增加的部件极大地提高了成本。还有，所述电动机典型地安装在车辆底盘上，这使其还需要其它部件，例如电机支架和噪音及振动隔离器。这同样增加了成本和组装时间。
这样就需要一种可以提供独立轮子驱动的驱动轴，并且具有传统制动件和悬挂件的组装，而且能克服上述现有技术中的不足之处。
发明内容
一种电驱动轴包括沿着横向轴线互相横向隔开的第一和第二轮端。一个第一电动机驱动所述的第一轮端，一个第二电动机独立于所述第一电动机驱动所述第二轮端。所述第一电动机和第二电动机安装到该电驱动轴上靠近纵向车辆中心线的附近。
在一个公开的实施例中，第一电动机与第一轮端沿着横向轴线横向隔开一个第一横向距离，第二电动机与第二轮端沿着所述横向轴线横向隔开一个第二横向距离，并且第一和第二电动机沿着所述横向轴线互相隔开一个第三横向距离。第一和第二横向距离都比第三横向距离大。
优选地，所述的纵向车辆中心线垂直于所述的横向轴线并且大约与第一和第二轮端隔开的距离相等。第一电动机位于该纵向车辆中心线紧邻的一侧上，第二电动机位于该纵向车辆中心线紧邻的对侧。
所述电驱动轴包括一个在所述第一轮端和第二轮端之间延伸的轴壳。该第一轮端支撑在轴壳的一端，且第二轮端支撑在轴壳的相对端。第一和第二电动机仅由轴壳的中心部分支撑。
在公开的一个实施例中，第一电动机驱动一个第一齿轮组，该第一齿轮组驱动与第一轮端接合的第一车轴。第二电动机驱动一个第二齿轮组，该第二齿轮组驱动一个与第二轮端接合的第二车轴。第一齿轮组包括一个由一个第一电动机输出轴驱动绕着一个第一纵向轴线转动的第一输入齿轮，和一个由第一输入齿轮驱动绕着所述横向轴线转动的第一输出齿轮。该第一输出齿轮与所述第一车轴和第一轮端接合，该第一车轴和第一轮端一起绕着所述横向轴线转动。第二齿轮组包括一个由一个第二电动机输出轴驱动绕着一个第二纵向轴线转动的第二输入齿轮，和一个由第二输入齿轮驱动绕着所述横向轴线转动的第二输出齿轮。该第二输出齿轮与所述第二车轴和第二轮端接合，该第二车轴和第二轮端一起绕着所述横向轴线转动。
本发明提供一种电驱动轴，具有由中心安装的电动机提供的独立的轮驱动。该电动机不是由底盘支撑的，这样就不需要电动机支撑架和隔离器。另外，本发明的电驱动轴不需要一个差动的中心减速箱或者总输出箱，并且可以被封装在一个由传统行星齿轮或者单个减速驱动轴限定的壳体中。可以从下面的说明和附图中更好地理解本发明的这些和其它特点，下面就是其简要描述。
附图说明
图1是一俯视图，表示与本发明的电驱动轴的部分横截面；
图2是一主视图，表示图1中的电驱动轴的部分横截面。
具体实施方式
图1表示的电驱动轴10包括驱动第一轮端14的第一电动机12和驱动第二轮端18的第二电动机16。第一电动机12相对于第二电动机16独立地驱动第一轮端14。
第一轮端14和第二轮端18一起限定了一个横向轴线20。第一轮端14和第二轮端18包括支撑着绕着横向轴线20转动的轮胎(没有表示)的轮22(图2)。
轴壳24在第一轮端14和第二轮端18之间延伸。如图2所示，第一电动机12和第二电动机16仅由轴壳24支撑，并且不需要额外安装到车辆底盘26上。第一电动机12和第二电动机16安装在轴壳24的中心部分靠近纵向车辆中心线28的位置。所述的纵向车辆中心线28垂直并且与横向轴线20相交。所述的纵向车辆中心线28距离第一轮端14和第二轮端18大致相等。第一电动机12位于所述的纵向车辆中心线28紧靠的一侧，并且第二电动机16位于所述的纵向车辆中心线28紧靠的相对侧。
第一电动机12包括绕着第一纵向轴线32转动的第一电动机输出轴30(见图1)。第二电动机16包括绕着第二纵向轴线36转动的第二电动机输出轴34。所述的第一纵向轴32和第二纵向轴36彼此平行且互相隔开。
第一电动机12沿着横向轴线20与第一轮端14横向间隔第一横向距离D1。第二电动机16沿着横向轴线20与第二轮端18横向间隔第二横向距离D2。所述第一电动机12沿着横向轴线20与所述第二电动机16横向间隔一个横向距离。这个横向距离可以定义为第一纵向轴线32和第二纵向轴线36之间的第三横向距离D3(图2)，或者定义为第一电动机12和第二电动机16各自的电机壳38之间的第四横向距离D4(图1)。
所述第一横向距离D1和第二横向距离D2比所述第三横向距离D3和第四横向距离D4大。优选地，D1和D2至少比D3和D4大两倍。这样的结构允许第一电动机12和第二电动机16离开第一轮端14和第二轮端18而在中心部分安装，并允许使用传统的制动件和悬挂封装约束，仍然提供独立轮驱动而不需要中心差动机构。
第一电动机输出轴30驱动第一齿轮组，第二电动机输出轴34驱动第二齿轮组。第一和第二齿轮组优选包括锥齿轮，但是其它类型的齿轮也可以使用。第一齿轮组包括输入齿轮44和输出齿轮46，输入齿轮44绕着所述第一纵向轴线32由第一电动机输出轴30驱动，输出齿轮46绕着横向轴线20由输入齿轮44驱动。所述的输入齿轮44优选是一个小齿轮，同时所述的输出齿轮46优选是一个环齿轮。输出齿轮46绕着横向轴线20直接接合来驱动第一车轴48。第一车轴48为所述的第一轮端14提供驱动输入。
所述第二齿轮组包括一个输入齿轮50和一个输出齿轮52，输入齿轮50绕着第二纵向轴线36由第二电动机输出轴34驱动，输出齿轮52绕着所述横向轴线20由该输入齿轮50驱动。所述输入齿轮50优选为一个小齿轮并且所述输出齿轮52优选是一个环齿轮。输出齿轮52绕着所述横向轴线20直接接合来驱动第二车轴54。所述第二车轴54用于为所述第二轮端18提供驱动输入。
所述的轴壳24包括一个在第一电动机12与第一轮端14之间延伸的第一壳部分60和在第二电动机16与第二轮端18之间延伸的第二壳部分62。第三壳部分64在第一壳部分60和第二壳部分62之间延伸。所述的第一壳部分60基本上封闭了第一车轴48，第二壳部分62基本上封闭了第二车轴54。第一电动机12和第二电动机16基本上由第三壳部分64支撑。在一个例子中，第一壳部分60、第二壳部分62和第三壳部分64将轴壳大体上分成三部分，第一壳部分60、第二壳部分62和第三壳部分64长度大约相等。这样，第一电动机12和第二电动机16支撑在轴壳24的中心的三分之一上。应该理解的是，这只是安装结构的一个例子，也可以使用其它结构。
在一种结构中，第一轮端14包括一个第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组包括一个第一恒星齿轮70、多个行星齿轮72和一个行星齿轮架74。所述的第一车轴48与所述第一恒星齿轮70处于驱动接合，该第一恒星齿轮70与所述的多个行星齿轮72啮合。第一恒星齿轮70绕着所述横向轴线20转动。行星齿轮架74安装到不转动的连接轴76上，连接轴76安装到轴壳24上。每个行星齿轮72支撑在行星齿轮轴78上(只示出一个)，而这些行星齿轮轴被安装到并且与第一轮毂80一起转动。所述的第一行星齿轮组在第一轮端14提供需要的附加力矩和低的轮速。
第一转动制动部件82，例如一个制动盘，被安装成与第一轮毂80一起转动。不转动的制动部件(未图示)响应制动指令有选择地与第一转动制动部件82啮合。所述第一转动制动部件82和第一轮毂80由附图标记84示意表示的一个轴承组件支撑使其相对于不转动的连接轴76转动。
所述的第二轮端18包括一个第二行星齿轮组，该第二行星齿轮组包括第二恒星齿轮90、多个行星齿轮92和一个行星齿轮架94。所述的第二车轴54与第二恒星齿轮90处于驱动接合，第二恒星齿轮90与所述的多个行星齿轮92啮合。第二恒星齿轮90绕着所述横向轴线20转动。所述行星齿轮架94安装到不转动的连接轴96上，连接轴96安装到轴壳24上。每个行星齿轮支撑在一个行星齿轮轴98上，该行星齿轮轴被安装到并且与第二轮毂100一起转动。所述第二行星齿轮组在第二轮端18提供需要的附加力矩和低的轮速。
一个第二转动制动部件102，例如是一个制动盘，安装成与所述第二轮毂100一起转动。不转动的制动部件(未图示)响应制动指令有选择地与所述第二转动制动部件102啮合。所述的第二转动制动部件102和所述的第二轮毂100由附图标记104示意表示的一个轴承组件支撑使其相对于不转动的连接轴96转动。
本发明提供了一种电驱动轴10，在其轴壳24的中部具有独立的第一电动机12、第二电动机16和高速锥齿轮减速箱。这允许该电驱动轴10被封装在一个壳体中，该壳体原本将由一个传统的行星齿轮组或者单个的减速驱动轴占据的。不需要传动***，也不需要电动机支撑框架和噪音振动隔离器。另外，因为第一电动机12和第二电动机16连接到并且驱动不同的轮端，消除了机械差速器箱的需要。由第一电动机12和第二电动机16自动提供差动动作。通过电子控制，第一电动机12和第二电动机16可以提供或者加强牵引力和稳定控制。可以选择地，可以在第一和第二齿轮组上加上一个紧凑的行星齿轮两速转换器(如上所述)来扩大第一电动机12和第二电动机16的力矩范围和速度。
虽然已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员会发现一些修改仍将处于本发明的范围之内。因此，下面的权利要求有计划地限定本发明的真正范围和内容。

Claims (20)

1、一种驱动轴，包括：
一个限定转动的横向轴线的第一轮端；
一个沿着所述转动的横向轴线与所述的第一轮端横向间隔的第二轮端；
一台可操作地接合以驱动所述第一轮端的第一电动机；
一台可操作地接合以驱动所述第二轮端的第二电动机，所述第二轮端独立于所述的第一轮端，所述的第一电动机沿着所述转动的横向轴线与所述第一轮端横向间隔一个第一距离，所述的第二电动机沿着所述转动的横向轴线与所述第二轮端横向间隔一个第二距离，并且所述的第一电动机和第二电动机沿着所述转动的横向轴线互相间隔一个第三距离，所述的第一、第二距离都比所述的第三距离大。
2、根据权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一距离至少比所述第三距离大两倍，同时所述第二距离至少比所述第三距离大两倍。
3、根据权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一和第二距离大约相等。
4、根据权利要求1所述的驱动轴，包括一个轴壳组件，该轴壳组件在所述第一和第一轮端之间延伸，其中所述第一和第二电动机仅由所述的轴壳组件支撑。
5、根据权利要求4所述的驱动轴，其中，所述轴壳组件包括一个第一轴壳部分、一个第二轴壳部分和一个第三轴壳部分，所述第一轴壳部分延伸于所述第一电动机和所述第一轮端之间，所述第二轴壳部分延伸于所述第二电动机和所述第二轮端之间，所述第三轴壳部分位于所述第一轴壳部分和所述第二轴壳部分之间。
6、根据权利要求5所述的驱动轴，其中，所述第一电动机和所述第二电动机被安装到所述第三轴壳部分。
7、根据权利要求1所述的驱动轴，包括一个由所述第一电动机驱动的第一齿轮组和一个由所述第一齿轮组驱动的第一车轴，其中所述第一车轴绕着所述转动的横向轴线转动且可操作地接合以驱动所述第一轮端；而且
包括一个由所述第二电动机驱动的第二齿轮组和一个由所述第二齿轮组驱动的第二车轴，其中所述第二车轴绕着所述转动的横向轴线转动且可操作地接合以驱动所述第二轮端。
8、根据权利要求7所述的驱动轴，其中，所述的第一电动机包括一个接合以驱动所述第一齿轮组的第一电动机输出轴，所述第一电动机输出轴限定了一个转动的第一纵向轴线，所述第二电动机包括一个接合以驱动所述第二齿轮组的第二电动机输出轴，所述第二电动机输出轴限定了一个转动的第二纵向轴线。
9、根据权利要求8所述的驱动轴，其中，所述第一轮端包括一个第一轮毂且所述第二轮端包括一个第二轮毂，其中所述的第一距离被限定为所述第一轮毂和所述转动的第一纵向轴线之间的第一横向距离，所述的第二距离被限定为所述第二轮毂和所述转动的第二纵向轴线之间的第二横向距离。
10、根据权利要求8所述的驱动轴，包括一个由所述第一车轴驱动的第一行星齿轮组和一个由所述第二车轴驱动的第二行星齿轮组。
11、根据权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一电动机限定了一个与所述转动的横向轴线相交的第一纵向轴线，所述第二电动机限定了一个与所述转动的横向轴线相交的第二纵向轴线，其中所述的第一距离被限定为所述第一纵向轴线和所述第一轮端之间的第一横向距离，所述第二距离被限定为所述第二纵向轴线和所述第二轮端之间的第二横向距离。
12、根据权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一和第二电动机在纵向方向上延伸，所述纵向方向横断所述转动的横向轴线，且所述第一和第二电动机大体与地面平行地延伸，所述第一电动机位于紧邻纵向车辆轴线的一侧，所述第二电动机位于紧邻所述纵向轴线的相对侧。
13、一种驱动轴，包括：
一个限定转动的横向轴线的第一轮端；
一个沿着所述转动的横向轴线与所述的第一轮端横向间隔的第二轮端；
一个在所述第一和第二轮端之间延伸的轴壳；
一台可操作地接合以驱动所述第一轮端的第一电动机；
一台可操作地接合以驱动所述第二轮端的第二电动机，所述第二轮端独立于所述的第一轮端，其中所述第一和第二电动机被设置在所述轴壳的中部位置并且仅由所述轴壳支撑。
14、根据权利要求13所述的驱动轴，其中，所述轴壳包括一个第一壳体部分、一个第二壳体部分和一个位于所述第一与第二壳体部分之间的第三壳体部分，所述第一、第二电动机安装到所述的第三壳体部分。
15、根据权利要求14所述的驱动轴，其中，所述第一、第二和第三壳体部分的长度大体上相等。
16、根据权利要求14所述的驱动轴，其中，所述第一壳体部分在所述第一电动机和所述第一轮端之间延伸，所述第二壳体部分在所述第二电动机和所述第二轮端之间延伸。
17、根据权利要求16所述的驱动轴，包括一个由所述第一电动机驱动的第一齿轮组和一个由所述第一齿轮组驱动而绕着所述转动的横向轴线转动的一个第一车轴，所述第一车轴基本上被所述第一壳体部分封闭；还包括一个由所述第二电动机驱动的第二齿轮组和一个由所述第二齿轮组驱动而绕着所述转动的横向轴线转动的第二车轴，所述第二车轴基本上被所述第二壳体部分封闭。
18、根据权利要求17所述的驱动轴，其中，所述第一轮端包括一个由所述第一车轴驱动的第一行星齿轮组，所述第二轮端包括一个由所述第二车轴驱动的第二行星齿轮组。
19、根据权利要求17所述的驱动轴，其中，所述第一电动机包括一个第一电动机输出轴，所述第一电动机输出轴限定一个转动的第一纵向轴线，所述第一齿轮组包括一个第一小齿轮和一个第一环齿轮，所述第一小齿轮由所述的第一电动机输出轴驱动绕着所述转动的第一纵向轴线转动，所述第一环齿轮由所述的第一小齿轮驱动绕着所述转动的横向轴线转动；而且
所述第二电动机包括一个第二电动机输出轴，所述该第二电动机输出轴限定一个转动的第二纵向轴线，所述第二齿轮组包括一个第二小齿轮和一个第二环齿轮，所述第二小齿轮由所述的第二电动机输出轴驱动绕着所述转动的第二纵向轴线转动，所述第二环齿轮由所述的第二小齿轮驱动绕着所述转动的横向轴线转动。
20、根据权利要求13所述的驱动轴，其中，所述第一电动机包括一个第一电动机壳体，所述第一电动机壳体限定的一个纵向段大体平行于纵向车辆轴线，所述第二电动机包括一个第二电动机壳体，所述第二电动机壳体限定的一个纵向段大体平行于所述纵向车辆轴线，所述的第一电动机壳***于紧邻纵向车辆轴线的一侧，所述的第二电动机壳***于紧邻所述纵向轴线的相对侧。
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